夏、秋季长江口外海域沉积物-水界面溶解无机碳的交换通量

沉积物-海水界面是海洋中溶解无机碳(DIC)转移和储存的重要场所,长江口外海域拥有特定的沉积物-水界面交换的空间格局,研究其沉积物-水界面DIC的交换过程对于碳的循环和转化具有重要意义.本研究于2021年8月和2021年10月在长江口外海域采集沉积物样品及原位底层海水,通过实验室模拟培养法计算了该海域沉积物-水界面DIC的交换通量,并研究了沉积物间隙水-上覆水的DIC浓度差、温度、盐度和pH对DIC交换通量的影响.结果表明,夏季和秋季研究海域沉积物-水界面DIC交换通量平均值分别为(432.45±190.78)μmol·m^(−2)·h^(−1)和(223.05±110.39)μmol·m^(−2)·h^(−1).夏季交换通量高于秋季,DIC扩散方向均由沉积物向上覆水释放,表明沉积物表现为DIC的“源”.此外,交换通量会随着DIC浓度差或温度升高而升高,随着盐度或pH升高而降低.

长江口外海域沉积物中有机物的来源及分布

通过分析长江口外海域不同区域有机碳和氮的分布特征及其影响因素,了解了底部沉积物中有机碳和氮同位素的生物地球化学特征,探讨二者对长江口外海域底部沉积物中有机物来源的指示意义。运用质量混合模型,计算了长江输入的陆源有机物的贡献及其空间变化。结果表明,长江口外海域沉积物中TOC和TN的分布和东海陆架的环流体系有着密切关系,与环流的分布相对应,如果大致沿31oN和123oE作为分界线,整个研究区的TOC和TN的分布可划分为4个具有不同分布特征的区域。TOC、TN、!13C和"15N分别与沉积物的平均粒径呈线性相关关系,因此,粒度效应是控制长江口外海域沉积物中有机物分布和稳定同位素碳、氮的一个重要因素。研究区内的C/N比值能够在一定程度上体现有机物的来源信息,但#15N表现出了与C/N和$13C不同的区域分布和变化特征。陆源有机物来源比重较高的区域与长江口外海域赤潮突发频率最高的地区相对应。长江口附近沉积物中的陆源有机物来源最高,超过了50%,且等值线呈舌状向东北方向凸出,表明了长江冲淡水的影响。陆源颗粒态有机物沉海底后,要不断经历早期成岩作用和生物作用,因此在在相同地点,陆源有机物对沉积物中有机物的贡献,要明显小于对悬浮颗粒态有机物的贡献。

长江口外陆架区埋藏古河道研究

大量高分辨率单道地震和浅地层剖面资料显示长江口外的广大海域分布着大量埋藏古河道，据区域浅层地质特征及地震相特征，可把研究区埋藏古河道断面划分为对称、不对称和复式三种类型；河道内充填的沉积物复杂多样；古河道主要存在于晚更新世晚期沉积层中。60个古河道断面串联成长180km的古长江河系以及长64km的古舟山河和长近100km的古钱塘江河两条支流河道系。长江古河道宽深比较大，盛冰期时深切81～109m，河底纵比降为0．82×10^-4，平均古流量约为535．24m^3／s，最大断面的古流量为20433．72m^3／s。按比降-河宽法判别，当时古长江河道为辫状分汉河型。

长江口外海区浮游植物生物量分布及其与环境因子的关系

根据2006年7月对长江口外海域67个站点的大面积综合调查结果,分析了浮游植物的优势种、细胞丰度和叶绿素a转换生物量的分布特征。硅藻细胞丰度占绝对优势,其中以菱形海线藻和中肋骨条藻数量最大。各站点浮游植物细胞丰度范围1.42～448.25×106 cell/m3,平均值为90.47×106 cell/m3。通过细胞体积生物量转换法,计算了2006年夏季长江口外海区浮游植物的叶绿素a转换生物量,平均值为4.41 mg Chl.a/m3,各站点间变幅较大,范围从0.02到34.08 mg Chl.a/m3。长江口外海区夏季的浮游植物生物量在冲淡水区最高,江苏外海居中,而近河口区和台湾暖区最低。转换生物量大于4.0 mg Chl.a/m3的高值区位于冲淡水区(3 m层)盐度为28.0的等值线两侧,且处于NH3-N和P的低值区。悬浮物浓度、温盐、水体稳定度和营养盐是影响长江口外海域浮游植物分布的主要环境因子。在本次调查期间长江口外海不存在氮营养盐限制,冲淡水区存在明显的P营养盐限制,台湾暖流区存在潜在的Si营养盐限制。

长江口外赤潮频发海区水文分布特征分析

对长江口外赤潮频发区的水文特征的分析表明 ,在这个海区 ,春、夏季由于长江入海径流量大 ,长江冲淡水在西南 东北向流的作用下发生转向 ;上升流一般发生在从第一个转向点到长江口外深槽顶端的西侧斜坡上 ;春季这个转向点偏北 ,夏季偏南 ,秋季因长江入海径流量小 ,似无转向点存在 .春、夏季余流的分布特点是羽状锋区附近是表、底层流辐合区 ;涌升区的表层余流呈现辐散的特征 ,底层余流具有顺槽进入长江口或向长江口辐合的特征 .

长江口外羽状锋的屏障效应及其对水下三角洲塑造的影响

Based on data obtained from the survey of the Yangtze River Estuarine front, a detailed analysis of the frontal surface structure, position, intensity and seasonal variations is presented. From the frontal surface structure and water densities of both sides of the front, a formula of frontal surface barrier force is deduced based on the hydrostatic principle, which suggests the barrier effects of estuarine plume front. Furthermore, the correlation analysis between barrier effects and underwater topography indicates the plume front effects on the submerged delta development. That is, the average frontal surface position prevents the submerged delta from further extending eastward, the front movement with flood and ebb causes the submerged delta to slant eastward gently, and the seasonal variations of frontal intensity restricts the submerged delta cycle of summer deposition/winter erosion.

长江口外海域表层沉积物稀土元素的含量分布与物质来源分析

对长江口外海域187个表层沉积物样品稀土元素的电感耦合等离子体质谱法分析,研究了稀土总量分布特征及与Fe2O3、TiO2、Cr、Co等元素含量和沉积物粒径的相关性,对长江口外海域沉积物物质来源进行了探讨.结果表明,长江口外海域沉积物稀土元素总量(CREE)平均含量为186.5μg/g,最大值为307.2μg/g,最小值为126.7μg/g,标准差系数为0.15,反映不同站位CREE差异较小;稀土富集与重矿物有密切关系;稀土元素的球粒陨石配分模式均呈现Eu负异常,模式具负斜率,表明表层沉积物物质主要来源于大陆地壳.相关分析表明,CREE与CFe2O3、CTiO2、CCr和CCo有较为明显的正相关关系,其中CREE与CTiO2的线性相关较好(r=0.90).从稀土元素地球化学特征的区域变化来看,长江口外海域中北部沉积物主要来源于黄河物质;西部沉积物主要来源于长江及浙江沿岸物质输入,局部有黄河物质存在;中部区域沉积物主要与长江及黄河物质东南、西南方向扩散有关;南部区域主要为长江物质输入.

长江口外海域表层沉积物微量元素地球化学特征

对采自长江口外海域187个表层沉积物的25个微量元素含量进行了标准差系数、相关分析及R型因子分析,探讨了微量元素的来源和分布特征。长江口外海域沉积物微量元素Li、V、Cr、Co、Ni、Ga、Cu、Zn、Th和Rb分布基本相似;Sr分布与Li、Cu、Pb、Zn、Th和Rb相反;研究区东南部Sr分布与生物作用有明显关系;Cd和Mo分布与粒度之间的相关性较差,主要受氧化还原环境的控制;Zr分布反映了长江物源的影响。相关分析和R型因子分析结果表明,沉积作用、粒度控制效应、海洋生物作用、氧化还原环境和源区地质背景等对长江口外海域表层沉积物中微量元素分布起着主要控制作用。

2004年夏初、秋末长江口外海区冲淡水及羽状锋的盐度特征

用国家海洋局东海环境监测中心2004年夏初(6月)和秋末(11月)对长江口外海区现场观测资料,用Matlab计算机编程语言对观测资料进行质量控制、插值网格化,绘制研究海区盐度立体分布图,显示夏初、秋末两季的盐度分布特征。将2004年夏、秋两季长江口外海区冲淡水和羽状锋的分布与以往观测研究结果对比,可得:(1)长江口外海区冲淡水的盐度值主要在5—31之间,冲淡水前缘盐度锋面的盐度值为18—28;盐度值20—28的盐度锋面基本体现该海区羽状锋的特征及变化。(2)夏初长江口外海区冲淡水范围明显大于秋末,夏初该海区以冲淡水为主,秋末冲淡水的范围收缩,紧贴沿岸一带。相应地,夏初该海区羽状锋呈倾斜锋面,占据较大的海区;秋末则为垂直锋面,介于122.50°E—122.70°E海区。

长江口外缺氧区沉积物中元素分布的氧化还原环境效应

对取自长江口外缺氧区及其邻近海域表层沉积物样品进行了粒度组成和元素(主要包括氧化还原敏感性元素和亲碎屑元素)丰度的分析与测试,对长江口外缺氧区缺氧环境对元素分布的影响进行了探讨,提出了长江口外缺氧区沉积物中氧化还原敏感性元素(Redox sensitive elements,简称RSE)分布的氧化还原环境效应。亲碎屑元素丰度的分布显示出明显的粒控效应,而氧化还原敏感元素的分布受粒度效应的制约很弱,主要受离岸缺氧区还原环境的制约,具有在缺氧区富集的特点。缺氧环境对RSE分布的影响超过了元素的粒控效应,从而使研究区RSE的分布呈现出典型的氧化还原环境效应。

长江口外海水中有色溶解有机物(CDOM)的光吸收特性

基于2008年5、11月2次调查数据,研究了长江口邻近海域水体有色溶解有机物（CDOM）的光吸收特性及其时空分布特征,探讨了CDOM含量、光谱斜率Sg值及其与特征波长下吸收系数a（440）的关系.结果表明,春季该海域有色溶解有机物的吸收系数a（440）的范围为2.232~8.671 m-1,平均值为4.523 m-1;秋季其吸收系数a（440）的变化范围为0.390~6.135 m-1,平均值为2.209 m-1.该水体CDOM吸收曲线基本呈指数衰减趋势.在400~440 nm波段内,春季其光谱斜率Sg值范围为0.002 0~0.014 2 nm-1,平均值为0.008 7 nm-1秋季的介于0.020 8~0.052 6 nm-1之间.平均值为0.037 5 nm-1.同时有色溶解有机物吸收系数a（440）与Sg值存在着较显著的负相关关系.

长江口外海域夏末温跃层与底层水低氧现象研究

基于长江口外海域2009年夏末调查的温盐和溶解氧(DO)资料,采用垂向梯度法对夏末长江口外海域温度垂向结构类型进行划分,计算了温跃层深度、强度和温跃层处DO垂向梯度等参数。长江口外海域夏末水温垂向结构类型及其温跃层强度的分布表现为长江冲淡水、黄海沿岸流、台湾暖流表层暖水和台湾暖流深层冷水交汇、混合的态势。相关性分析表明,温跃层深度与温跃层处DO垂向梯度之间为负相关,温跃层深度与垂向最小DO浓度之间为正相关,温跃层强度与温跃层处DO垂向梯度之间为正相关。最接近DO供给源的上温跃层强度与温跃层处DO垂向梯度具有较强的相关性(r=0.69)。温跃层越浅、强度越大,对底层水低氧现象的影响越大。温跃层、特别是上温跃层引起的水体层化阻碍DO向底层输运,起到了物理隔氧的作用,与低氧现象具有紧密的联系,是低氧现象在长江口外海域从春末到秋季发生、发展、维持和消亡过程的重要环境控制因素。

长江口外海区DZS2孔第四纪磁性地层

长江河口区外海域是陆源物质沉积以及向外海输送的重要地带。DZS2孔采自长江河口外海域(东海陆架西北部),是我国现今最深,年代最久远的大陆架海底全取心钻孔。对其进行了细致的古地磁研究,结合岩心岩性特征、微体古生物鉴定以及AMS14 C测年等的分析,建立了可靠的长江河口外海区年代地层框架序列。磁极性地层研究揭示了清晰的M/B极性转换界线,且沉积地层中出现了多个可与标准极性柱对比的反极性漂移事件,这其中包括Gothenburg、Blake、Emperor、Jaramillo和Olduvai事件,这为钻孔年代约束以及长江三角洲区域地层对比提供了重要的依据。钻孔DZS2沉积物岩性特征较为简单,相对来说泥质层位较多,与长江三角洲陆上典型第四纪钻孔的岩性特征以及沉积演化旋回存在一定差别。这可能与整个长江三角洲区域下覆基岩的起伏有关,根据单道地震剖面的资料,长江河口区西南部有一系列岛屿分布,海底明显存在较高隆起的基岩,松散沉积物厚度较薄,这很可能阻挡了部分长江物质,特别是粗颗粒沉积物向外海的输送。

三维陆架模式及其应用——一个三维陆架模式及其在长江口外海区的应用

建立一个σ坐标系下三维非线性斜压浅海与陆架模式，并首次应用于夏季长江冲淡水扩展的研究。模式计算区域为整个东中国海，水平分辨率为７．５′×７．５′，垂向分辨率为１１层，考虑实际海岸形状和海底地形，在空间完全交错的网格系统上，离散化控制方程组，采用ＡＤＩ计算方法数值求解。动量方程中的非线性项采用二次能量守恒的半动量格式，温盐方程中的平流项采用迎风格式，垂向涡动扩散项采用隐式。

长江口外内陆架埋藏古河谷的河型判别方法探讨

根据大量高分辨率单道地震和浅地层剖面资料,在长江口外内陆架发现了大量埋藏古河谷,根据埋藏古河谷断面的形态参数,加以公式计算得到古河谷其它特征参数,使用宽深比-曲率和比降-河宽2种河型判别方法分析判别了该古河谷的河型,认为比降-河宽法在该区域河型判别中具有较好的效果,并判别出晚更新世末次盛冰期和冰消期古长江在研究区域以辫状型河道为主。

长江口外表层沉积物黏土矿物分布特征

依据对长江口外表层沉积物187个站位沉积物样品的黏土矿物含量分析,研究了长江口外表层沉积物黏土矿物的组合特征和分布规律。长江口外表层沉积物伊利石为优势矿物,平均含量为60.3%;次之为蒙脱石,平均为14.9%;高岭石平均含量13.5%,绿泥石平均含量为12.3%。黏土矿物的组合类型以伊利石—蒙脱石—高岭石—绿泥石型为主,伊利石—高岭石—绿泥石—蒙脱石型次之。长江口外表层沉积物黏土矿物主要为陆源成因,物质主要来源于黄河和长江的供给。Q-型聚类分析显示,现代黄河物质及老黄河物质主要沉积于研究区东北部29°30′N以北地区,长江物质主要在研究区西部及中部区域沉积。

长江口外海域沉积物常量元素分布特征及控制因素

通过对长江口外海域187个站位沉积物样品的常量元素含量分布分析,研究了长江口外海域沉积物常量元素组成的R-型聚类分析、R-型因子分析及主要控制因素。长江口外海域沉积物常量元素Al2O3、MgO、K2O和Fe2O3分布基本相似,而SiO2分布则与其相反;东南部CaO和CaCO3分布与生物作用有明显关系;TiO2分布反映了长江物质的运移方向。R-型因子分析揭示了控制长江口外海域元素来源和分布的主要因素。

长江口外表层沉积物黏土矿物分布特征(英文)

依据对长江口外表层沉积物187个站位沉积物样品的黏土矿物含量分析,研究了长江口外表层沉积物黏土矿物的组合特征和分布规律。长江口外表层沉积物伊利石为优势矿物,平均含量为60.3%;次之为蒙脱石,平均为14.9%;高龄石平均含量13.5%,绿泥石平均含量为12.3%。黏土矿物的组合类型以伊利石-蒙脱石-高岭石-绿泥石型为主,伊利石-高岭石-绿泥石-蒙脱石型次之;长江口外表层沉积物黏土矿物主要为陆源成因,物质主要来源于黄河和长江的供给。Q型聚类分析显示,现代黄河物质及老黄河物质主要沉积于研究区东北部北纬29°30′以北地区,长江物质主要在研究区西部及中部区域沉积。

长江口外海上风速的近似推算摸式

在分析长江口外海陆风速差的日变化、季节变化特征的基础上,考虑了海陆不同下垫面的粗糙度和温度层结对风速变化的影响,建立了一个利用沿海陆地站测风推算近岸海上风速的模式。计算结果表明,推算值与实测值有着相当好的吻合,具有一定的实用价值。

长江口外羽状流水体中的垂向混合与层化的观测与分析

2002年9月17日17:00至18日17:00,在长江口外E4站位(122°40′8″E,30°59′17″N),采用300kHz声学多普勒流速剖面仪(ADCP)和温盐深仪(CTD)测得连续的水位、流速大小、流向、电导(盐度)和温度等水文资料.基于这些资料,通过文献中相应的公式,估算出水体的密度(ρ)、浮力频率(N)和梯度Richardson数(Ri),并绘制成水流流速分量、盐度、温度、ρ、N和Ri的垂线分布,从而对该站位羽状流水体中的垂向混合与层化进行了研究.结果表明:①东西向流速分量大小范围为-0.36～0.61m/s,南北向流速大小范围为-0.59～0.39m/s.涨急、落急和落憩,流速分量在垂向上变化均不大;涨憩时,表、中、底层流速存在显著差异.②涨急、涨憩,从表层至底层,盐度随着水深的增加而增大,温度随着水深的增加而减小;落憩,温度在中层达到最大;落急,水体出现显著的密度跃层.③该站位表层水体的N均较小,基本在10-3 s-1量级,水体垂向混合较好;中、下层水体的N出现10-2 s-1量级,混合相对较弱.④该站位水体垂向混合强度呈现涨、落潮周期变化:涨急、涨憩,Ri范围在10-2～101量级,混合较好;落急,Ri在中下层水体出现102量级,水体出现显著层化;落憩,整个水体的Ri大部分都小于临界值0.25,水体混合最充分.